链霉菌是生产抗生素的重要来源,其中的代表种天蓝色链霉菌、阿维链霉菌和灰色链霉菌的全基因组已经完成了测序。抗生素的合成后修饰对其生物活性具有重要影响,在多烯大环内脂类抗生素中,具有特异海藻糖胺侧链的7种抗生素的合成基因簇也已完成测序。这些工作为我们从进化的角度研究链霉菌的基因组及抗生素的合成提供了线索。本文利用Mummer与Mauve软件对三种链霉菌进行了全基因组比对,识别出三者自身内部及彼此之间的重复和倒位片段。比较发现链霉菌之间在DNA序列水平上同源性很高,呈现高度的同线性(synteny)关系,且三者之间存在着很多基因倒位和重复。另外,在链霉菌自身内部也有相当数量的基因重复,约占各自染色体总长的7.5%。由于经历了大量的基因重组事件,这些重复的片段较小,其中95%以上小于50bp。本文还对大片段重复和倒位区域的功能进行了分析,结果表明这些序列不仅具有高度的序列相似性(80%以上),而且对应片段编码的蛋白功能也相同或相近。有趣的是,对链霉菌的核心区域分析表明,阿维链霉菌核心区域的重复比例明显低于整个基因组的重复比例,而在天蓝色链霉菌和灰色链霉菌中没有发现这种现象。对不同来源的糖基脱水酶和氨基转移酶建立的系统发育树表明,链霉菌合成多烯大环内酯类抗生素糖基侧链过程中的脱水酶和氨基转移酶与其它链霉菌中对应的同功酶位于不同进化分支上,而与来源于其它菌属的序列聚集在一起,可能有相同来源。特别是糖基脱水酶,与来源于植物的脱水酶聚集在相同分支上,进行GC含量和保守位点分析也证明它们的进化关系更近。因此,推测这两种酶来源于其它菌属的基因水平转移(HGT)。其他三种后修饰酶建立的进化树表明,P450单氧化酶与其它链霉菌的对应序列进化距离更近,具有相同来源,铁氧化还原蛋白序列没有发生明显的聚类,分化程度高,而ABC转运蛋白序列单独聚簇,对应的来源于其它链霉菌和菌属的序列聚集在一起,两组目标序列内部具有较高的相似性,推测其分别具有相同进化来源。